一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统。


背景技术：

2.随着全球经济发展，海洋运输和海洋资源开发不断增加，救生艇作为海上遇险时的一种重要逃生设备，是每一条船必备的法定安全设备。而救生艇收放海况复杂，波浪对救生艇收放的影响十分明显，使得收放难度加大，危险性增加，这就对收放救生艇的装置提出了更高的要求，即增加波浪补偿功能。
3.实现波浪补偿需要保证吊放救生艇的绳索保持张紧，可通过调定绳索上的恒张力实现。绳索上的张力反馈到液压系统即压力，可通过调定救生艇收放绞车进出油口之间溢流阀的溢流压力，来设定波浪补偿工况下绞车上缠绕的绳索的恒张力，保证救生艇随着波浪一起沉浮。波浪上涌时，救生艇被波浪抬起，绳索松弛，绞车受力小于设定的波浪补偿张力，液压油推动绞车正转，收紧绳索，拉紧救生艇。波浪下沉时，救生艇脱离水面，救生艇全部的重力作用在绞车上，绞车受力大于设定的波浪补偿张力，液压油经过溢流阀溢流，绞车在救生艇重力的作用下反转，下放救生艇。
4.常见的波浪补偿液压绞车均为多为单马达结构，马达将液压能转化为输出轴的转矩和转速，经行星减速器将转矩增大和转速降低，最终传递给卷筒，实现低速大扭矩工况，适用于满载起降。波浪补偿工况时，通过马达变量机构将马达排量降低，市面上变量马达的小排量一般为满排量的30％，所以，波浪补偿工况下绞车上绳索的张力为满载起降工况下的30％，波浪补偿工况下绞车上绳索的速度为满载起降工况下的333％，也就使得大负荷救生艇波浪补偿时的绳索的张力过大，很容易将救生艇提出水面，波浪跟随效果不明显，存在一定的局限。
5.而双马达结构波浪补偿液压绞车，主马达和副马达排量没有特殊的比例约束，理论上可以达到任意比例，解决了以上的不足。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统。
7.一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统，包括液压绞车、主马达和主马达控制阀组、副马达和副马达和副马达控制阀组，所述的液压绞车包括机架、转轴、卷筒、行星减速器、液压盘式制动器、液压盘式离合器、编码器。卷筒通过转轴安装在机架上，转轴与主马达的输出轴相连，转轴与主马达之间设有行星减速器，行星减速器将主马达输出轴的转速降低、转矩增大，主马达的输出轴上设有液压盘式制动器；
8.卷筒上设有主齿轮，主齿轮的两侧各设有一个与其啮合的副齿轮，其中一个副齿轮与编码器相连，另一个副齿轮与副马达的输出轴相连；
9.液压绞车的卷筒内设有液压盘式离合器，当液压绞车末端控制口lh无液压油进
入，离合器在弹簧力的作用下抱紧行星减速器输出轴，主马达的运动通过行星减速器传递到离合器，最终传递到卷筒上；当绞车末端控制口lh进油，离合器与行星减速器输出轴脱开，主马达的运动传递到行星减速器输出轴上，但无法传递到卷筒上，此时卷筒的运动不受主马达驱动，只受副马达驱动；
10.主马达将液压能转化为其输出轴的转矩和转速，然后通过行星减速器，将此机械能进行转速降低、转矩增大，最后通过常闭式离合器传递到卷筒上，实现低速大扭矩起降工况。与此同时，卷筒上的主齿轮和副马达输出轴上副齿轮啮合，带动副马达输出轴跟随卷筒运动。
11.主马达将液压能转化为其输出轴的转矩和转速，然后通过齿轮啮合，将此机械能传递到卷筒上，实现高速小扭矩波浪补偿工况。与此同时，卷筒内的常闭式离合器开启，卷筒的转动与主马达运动脱开，仅由副马达驱动。
12.作为进一步改进，所述的液压盘式离合器安装于卷筒内，卷筒作为离合器的壳体。
13.作为进一步改进，所述的主马达控制阀组包括01电磁阀、02平衡阀、03梭阀、04液动换向阀、05减压阀、06梭阀、10单向阀、11电磁阀和12单向阀，在满载起升工况下，液压油由绞车起升口进入主马达控制阀组，依次经过01电磁阀、03梭阀、04液动换向阀、05减压阀、06梭阀进入制动器zd口，将主马达制动器打开，使主马达处于松刹状态；与此同时，液压油经02平衡阀进入主马达a口，驱动主马达输出轴转动，工作后的液压油经主马达b口、主马达控制阀组，流出绞车下降口。
14.作为进一步改进，所述的副马达控制阀组包括07减压阀、08单向阀、09电磁阀、13平衡阀、14梭阀、15液动换向阀、16减压阀、17单向阀和18溢流阀，在满载起降工况下，液压油通过主马达控制阀组x口进入副马达控制阀组，然后依次通过07减压阀、08单向阀、09电磁阀进入副马达a、b口，此为副马达跟随运动的补油路。卷筒旋转时，卷筒上的主齿轮和副马达输出轴上副齿轮啮合，带动副马达输出轴转动；副马达的进出油口ab之间装有09电磁阀，此电磁阀为常开，也就是满载起降工况时，副马达进出油口ab之间相通，可以实现跟随卷筒运动的要求。与此同时，副马达存在泄漏，长期使用，副马达进出油口ab之间的油量会越来越少，副马达会吸空损坏，所以需要一个补油路给副马达补油。
15.作为进一步改进，停止向绞车起升口或者绞车下降口输入液压油时，制动器内的压力油依次经过06梭阀、10单向阀、04液动换向阀流出主马达控制阀组泄漏口l1，最终流回油箱，制动器关闭，绞车制动。无液压油输入时，02平衡阀也可将负载停止在任意位置，实现停车负载不滑移的双重保障。
16.作为进一步改进，当进入制动器的液压油压力低于04液动换向阀设定的弹簧力时，04液动换向阀不动作，此时，液压油无法进入制动器，制动器关闭；当进入制动器的液压油压力高于04液动换向阀设定的弹簧力时，04液动换向阀换向，液压油进入制动器，制动器开启。提高了制动器的开启压力，避免了由于油压波动而出现断续开闭制动器，继而绞车抖动的现象。
17.作为进一步改进，在波浪补偿工况下，调定18溢流阀的溢流压力，设定波浪补偿工况下绞车的恒张力；波浪补偿工况自动开启时，01电磁阀、09电磁阀、11电磁阀得电，且绞车起升口进油；液压油经过11电磁阀流入副马达控制阀组va口，依次经过14梭阀、15液动换向阀、16减压阀进入离合器lh口和主马达控制阀组z口，将卷筒内的离合器打开，使主马达与
卷筒脱开，并将主马达制动器打开，使主马达处于松刹状态；与此同时，液压油经13平衡阀进入副马达a口和18溢流阀进油口处；
18.如果此时波浪下沉，负载全部的重力作用于卷筒上缠绕的绳索上，绳索被拉紧，此时绞车受力大于设定的张力，负载在自重的作用下下落，带动绞车反转，液压油经过18溢流阀流出，给副马达b口补油，多余的液压油经副马达控制阀组vb口、12单向阀直接流出“绞车下降口”，不对副马达做功；
19.如果此时波浪上涌，负载被波浪抬起，卷筒上缠绕的绳索变松，此时绞车受力小于设定的张力，液压油流入副马达a口，驱动副马达输出轴正转，通过齿轮啮合，带动卷筒转动，收紧绳索，拉紧负载，工作后的液压油经副马达b口、副马达控制阀组vb口、12单向阀流出“绞车下降口”；
20.取消波浪补偿时，01电磁阀、09电磁阀、11电磁阀失电，且“绞车起升口”无液压油进入；离合器内液压油依次经过17单向阀、15液动换向阀流出副马达控制阀组泄漏口l2，最终流回油箱，离合器关闭；制动器内的压力油依次经过06梭阀、10单向阀、04液动换向阀流出主马达控制阀组泄漏口l1，最终流回油箱，制动器关闭，绞车制动；此时恢复满载起降工况。
21.本发明有如下有益效果：
22.1.绞车中的制动器是常闭的，失压制动，卷筒停止转动，负载可在任何位置被制动。
23.2.利用卷筒直接作为离合器的壳体，因此绞车结构紧凑。
24.3.绞车中的制动器和02平衡阀均可将负载停止在任意位置，实现停车负载不滑移的双重保障。
25.4.04液动换向阀提高了开启制动器的油压，避免了由于油压波动而出现断续开闭制动器，继而绞车抖动的现象。
26.5.双马达结构，主马达、行星减速器用于满载起降工况，副马达、一对齿轮啮合用于波浪补偿工况，用一对齿轮啮合代替复杂的行星减速器，传动效率增高，且两种工况没有关联，可以实现大型救生艇轻波浪补偿的需求。
附图说明
27.图1是一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统的总体结构示意图；
28.图2是一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统的主视图；
29.图3是一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统的侧视图；
30.图4是一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统的俯视图；
31.图5是一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统的液压原理图；
32.1.01电磁阀2.02平衡阀3.03梭阀4.04液动换向阀5.05减压阀6.06梭阀7.07减压阀8.08单向阀9.09电磁阀10.10单向阀11.11电磁阀
33.12.12单向阀13.13平衡阀14.14梭阀15.15液动换向阀16.16减压阀17.17单向阀18.18溢流阀19.绞车起升口20.绞车下降口21.总泄漏口22.主马达23.液压盘式制动器24.行星减速器25.机架26.卷筒27.液压盘式离合器28.编码器29.副马达30.副马达控制阀组31.主马达控制阀组32.副齿轮33.主齿轮。
具体实施方式
34.为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
35.如图1～5所示，一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统，包括01电磁阀1、02平衡阀2、03梭阀3、04液动换向阀4、05减压阀5、06梭阀6、07减压阀7、08单向阀8、09电磁阀9、10单向阀10、11电磁阀11、12单向阀12、13平衡阀13、14梭阀14、15液动换向阀15、16减压阀16、17单向阀17、18溢流阀18、绞车起升口19、绞车下降口20、总泄漏口21、主马达22、液压盘式制动器23、行星减速器24、机架25、卷筒26、液压盘式离合器27、编码器28、副马达29、副马达控制阀组30、主马达控制阀组31、副齿轮32和主齿轮33。
36.一种双马达结构波浪补偿液压绞车控制系统，包括液压绞车、主马达和主马达控制阀组、副马达和副马达和副马达控制阀组；所述的液压绞车包括机架、转轴、卷筒、行星减速器、液压盘式制动器、液压盘式离合器、编码器。卷筒通过转轴安装在机架上，转轴与主马达的输出轴相连；转轴与主马达之间设有行星减速器，行星减速器将主马达输出轴的转速降低、转矩增大，以满足满载状况下起升或下降救生艇的需求；主马达的输出轴上设有液压盘式制动器，液压盘式制动器为常闭式，当液压绞车前端控制口zd无液压油进入，制动器在弹簧力的作用下抱紧主马达输出轴，主马达无法运动，达到制动的目的；当绞车前端控制口zd进油，制动器与主马达输出轴脱开，主马达处于松刹状态，主马达的运动传递到行星减速器输出轴上；
37.卷筒上设有主齿轮，主齿轮的两侧各设有一个与其啮合的副齿轮，其中一个副齿轮与编码器相连，编码器通过测算卷筒旋转的圈数，进而测算绞车上缠绕的绳索收回(或者下放)的长度，进而判断绞车起吊的负载距离水面的高度，最终反馈给控制系统，用于自动激活波浪补偿工况；另一个副齿轮与副马达的输出轴相连；
38.液压绞车的卷筒内设有液压盘式离合器，安装于卷筒内，卷筒直接作为离合器的壳体，因此结构紧凑、体积小。当液压绞车末端控制口lh无液压油进入，离合器在弹簧力的作用下抱紧行星减速器输出轴，主马达的运动通过行星减速器传递到离合器，最终传递到卷筒上；当绞车末端控制口lh进油，离合器与行星减速器输出轴脱开，主马达的运动传递到行星减速器输出轴上，但无法传递到卷筒上，此时卷筒的运动不受主马达驱动，只受副马达驱动；
39.副马达与转轴通过齿轮啮合传动，当无压力油开启离合器时，卷筒的转动由主马达通过行星减速器控制，绞车处于低速大扭矩工况，适用于满载起降。而卷筒上的齿轮一直和副马达输出轴齿轮啮合，所以卷筒转动也会带动副马达做跟随运动。当压力油开启离合器时，卷筒的转动与主马达运动脱开，此时卷筒的转动仅由副马达通过齿轮啮合驱动，无其他部件参与，传动效率高，可以实现高速小扭矩工况，适用于波浪补偿；
40.所述的主马达控制阀组包括01电磁阀、02平衡阀、03梭阀、04液动换向阀、05减压阀、06梭阀、10单向阀、11电磁阀和12单向阀，所述的副马达控制阀组包括07减压阀、08单向阀、09电磁阀、13平衡阀、14梭阀、15液动换向阀、16减压阀、17单向阀和18溢流阀；
41.在满载起升工况下，液压油由“绞车起升口”进入主马达控制阀组，依次经过01电磁阀、03梭阀、04液动换向阀、05减压阀、06梭阀进入制动器zd口，将主马达制动器打开，使主马达处于松刹状态；与此同时，液压油经02平衡阀进入主马达a口，驱动主马达输出轴转
动，工作后的液压油经主马达b口、主马达控制阀组，流出“绞车下降口”；主马达将液压能转化为其输出轴的转矩和转速，然后通过行星减速器，将此机械能进行转速降低、转矩增大，最后通过常闭式离合器传递到卷筒上，实现低速大扭矩起升工况。与此同时，液压油进入副马达控制阀组x口，然后依次通过07减压阀、08单向阀、09电磁阀进入副马达a、b口，此为副马达跟随运动的补油路。卷筒旋转时，卷筒上的齿轮和副马达输出轴齿轮啮合，带动副马达转动；副马达的进出油口ab之间装有09电磁阀，此电磁阀为常开，也就是满载起降工况时，副马达进出油口ab之间相通，可以实现跟随卷筒运动的要求。但是副马达存在泄漏，长期使用，副马达进出油口ab之间的油量会越来越少，副马达会吸空损坏，所以需要一个补油路给副马达补油。
42.满载下降工况与满载起升工况类似，在此就不再赘述。
43.停止向绞车起升口(或者下降口)输入液压油时，制动器内的压力油依次经过06梭阀、10单向阀、04液动换向阀流出主马达控制阀组泄漏口l1，最终流回油箱，制动器关闭，绞车制动。无液压油输入时，02平衡阀也可将负载停止在任意位置，实现停车负载不滑移的双重保障。
44.04液动换向阀提高了开启制动器的油压。当进入制动器的液压油压力低于液动换向阀设定的弹簧力时，液动换向阀不动作，此时，液压油无法进入制动器，制动器关闭。当进入制动器的液压油压力高于液动换向阀设定的弹簧力时，液动换向阀换向，液压油进入制动器，制动器开启。提高了制动器的开启压力，避免了由于油压波动而出现断续开闭制动器，继而绞车抖动的现象。
45.在波浪补偿工况下，调定18溢流阀的溢流压力，设定波浪补偿工况下绞车的恒张力。波浪补偿工况自动开启时，01电磁阀、09电磁阀、11电磁阀得电，且“绞车起升口”进油。液压油经过11电磁阀流入副马达控制阀组va口，依次经过14梭阀、15液动换向阀、16减压阀进入离合器lh口和主马达控制阀组z口，将卷筒内的离合器打开，使主马达与卷筒脱开，并将主马达制动器打开，使主马达处于松刹状态。与此同时，液压油经13平衡阀进入副马达a口和18溢流阀进油口处。
46.如果此时波浪下沉，负载全部的重力作用于卷筒上缠绕的绳索上，绳索被拉紧，此时绞车受力大于设定的张力，负载在自重的作用下下落，带动绞车反转，液压油经过18溢流阀流出，给副马达b口补油，多余的液压油经副马达控制阀组vb口、12单向阀直接流出“绞车下降口”，不对副马达做功。
47.如果此时波浪上涌，负载被波浪抬起，卷筒上缠绕的绳索变松，此时绞车受力小于设定的张力，液压油流入副马达a口，驱动副马达输出轴转动，通过齿轮啮合，带动卷筒转动，收紧绳索，拉紧负载，工作后的液压油经副马达b口、副马达控制阀组vb口、12单向阀流出“绞车下降口”。
48.取消波浪补偿时，01电磁阀、09电磁阀、11电磁阀失电，且“绞车起升口”无液压油进入。离合器内液压油依次经过17单向阀、15液动换向阀流出副马达控制阀组泄漏口l2，最终流回油箱，离合器关闭。制动器内的压力油依次经过06梭阀、10单向阀、04液动换向阀流出主马达控制阀组泄漏口l1，最终流回油箱，制动器关闭，绞车制动。此时恢复满载起降工况。
49.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。